JP4026432B2 - 光学装置、およびこの光学装置を備えたプロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置で変調された色光を合成する色合成光学装置とが一体化された光学装置、およびこの光学装置を備えたプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源から出射された光束をダイクロイックミラーによって三原色の赤、緑、青の色光に分離するとともに、三枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調し、画像変調後の各色光をクロスダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを介してカラー画像を拡大投写する、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、各液晶パネルは投写レンズのバックフォーカスの位置に必ずなければならず、このため、従来は、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に液晶パネルを位置調整しながら直接固定して一体化された光学装置が採用されている。
【０００３】
この一体化された光学装置における液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムとの取付構造としては、例えば、特開２０００−２２１５８８号公報に記載されたように、各液晶パネルが収納される保持枠の四隅に孔を形成し、この孔にピンを挿入することにより、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定する構造や、あるいは、特開平１０−１０９９４号公報に記載されたように、保持枠とクロスダイクロイックプリズムとの間に楔状のスペーサを介在させて、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定する構造がある。
【０００４】
また、このような光学装置は、液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムの光束入射端面との間に、液晶パネルで変調された各色光の偏光方向を揃える偏光板を備えており、この偏光板は通常、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面に接着固定され取り付けられている。
このように液晶パネル、クロスダイクロイックプリズムおよび偏光板等が一体化された光学装置において、光源からの光束の照射によって発熱する液晶パネルおよび偏光板の冷却は、ピンまたはスペーサにより、液晶パネルと偏光板との間に隙間を形成し、この隙間に空冷ファン等を用いて冷却空気を導入することによる強制冷却により行われている。
【０００５】
しかし、近年のプロジェクタの小型化、高輝度化に伴い、上記光学装置自体も小型化されており、液晶パネルと偏光板との間の隙間も小さくなっているため、その隙間に冷却空気が入り込みにくく、冷却効率が悪くなり、液晶パネルや偏光板が劣化しやすい。
また、上記隙間を通る冷却空気量を多くして冷却効率を向上させることが考えられるが、これは冷却ファンによる騒音の増大化につながる。さらに、冷却空気量を多くするためには、冷却ファンの大型化が要求されため、プロジェクタ自体の大型化につながり、プロジェクタの小型化を阻害してしまう。
【０００６】
このため、クロスダイクロイックプリズムの光束入射端面と交差する端面に金属等の熱伝導性の良好な材料からなる台座を取り付け、この台座に偏光板を接合し、さらにその上に液晶パネルを位置調整用のスペーサを介して熱伝導性の良好な接着剤で固定した光学装置の構造が提案されている。
このような構造の光学装置であれば、偏光板や液晶パネルで発生した熱を台座に向かって放熱し、この台座をファン等で強制冷却することができるため、偏光板や液晶パネルが過熱しにくくできるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の台座に向かって放熱する構造を備えた光学装置では、偏光板および液晶パネルに発生する全ての熱を台座に放熱できるとは限らず、偏光板および液晶パネルの温度によっては、高温になった偏光板から比較的低温側の液晶パネルに熱が逆流する可能性があり、全ての偏光板および液晶パネルを確実に冷却できるとは言い難く、冷却効率が十分ではないという、問題がある。
また、冷却効率が十分でないために前述と同様、プロジェクタの小型化、高輝度化を阻害してしまう、という問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、小型化、高輝度化に対応するとともに、冷却効率を良好にできる光学装置、およびこれを備えたプロジェクタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学装置は、複数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置と対向する複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学装置とが一体的に設けられた光学装置であって、前記光変調装置および前記光束入射端面の間に介在配置され、当該光変調装置から射出された光束の光学特性を変換する光学変換膜が形成された基板を有する光学変換素子と、前記複数の光束入射端面と交差する前記色合成光学装置の一対の端面の少なくともいずれか一方の端面に設けられる熱伝導性材料からなる台座とを備え、前記光変調装置および前記光学変換素子は、それぞれが独立して前記台座に熱伝導性材料を介して接続され、前記光学変換素子の基板は、前記一対の端面との交差方向の寸法が前記光変調装置の同方向の寸法よりも小さく、前記光変調装置は、前記台座の前記交差方向端部で位置調整用の熱伝導性材料からなるスペーサを介して前記台座と接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、光変調装置としては、ガラスなどからなる駆動基板と対向基板とが、シール材を介して所定間隔を空けて貼り合わせられ、両基板間に液晶が注入された構成を有する液晶パネル等の光変調素子を備えたものが採用できる。
また、光学変換膜としては、偏光膜や、視野角補正膜、位相差膜等の光学機能を変換する膜を採用できる。また、基板としては、サファイアや石英ガラス、水晶、または螢石等から構成したものを採用できる。このため、光学変換素子としては、偏光板や、視野角補正板、位相差板等とすることができる。また、このような光学変換素子は、１枚だけの構成に限らず、２以上の複数枚を含んだ構成としてもよい。
また、台座としては、アルミニウム、マグネシウム合金、銅等の熱伝導率の高い材料、若しくは、サファイア、水晶、螢石、熱伝導性樹脂等で形成されたものが採用できる。
また、スペーサとしては、サファイア、水晶、石英ガラス、または螢石等の熱伝導性材料からなるものが採用できる。また、スペーサとして楔状スペーサを採用し、スペーサの位置を移動させることで、色合成光学装置の光束入射端面に対する光変調装置の位置調整を行うことができ、投写される画像の画素または投写レンズからのバックフォーカス位置を適切な状態にできる。
【００１１】
このような本発明によれば、光学装置が光変調装置、色合成光学装置および光学変換素子を備え、光変調装置および光学変換素子のそれぞれが、色合成光学装置に設けられた熱伝導性材料からなる台座に熱伝導性材料を介して接続されていることにより、光源からの光束の照射によって光変調装置および光学変換素子に発生する熱を台座に放熱することができ、光学装置の冷却効率を向上できる。
また、光変調装置および光学変換素子が、互いに独立して台座に接続されていることにより、光変調装置および光学変換素子の間で高温側から低温側へ互いの熱が逆流することなく、より熱容量の大きな台座に向かって放熱させることができるので、光学装置の冷却効率をさらに向上できる。
【００１２】
従って、冷却ファンを併用することにより、光変調装置および光学変換素子に発生する熱の冷却を、冷却ファンによる強制冷却、自然空冷、および上述の伝導放熱によって行うことができ、光学装置の冷却効率を一層向上できる。
また、上述の冷却構造を採用することにより、併用する冷却ファンの数を減少させ、さらに、当該冷却ファンの回転数を減少させて微弱な冷却空気にも対応させることができるので、プロジェクタの低騒音化および小型化を促進できる。
【００１３】
さらに、光学変換素子の基板が光変調装置の幅寸法よりも小さく形成され、光変調装置が熱伝導性材料からなるスペーサを介して台座と接続されていることにより、光学変換素子と光変調装置とが接触することなく、互いに独立して台座に放熱できるので、互いの熱の逆流を防止し、光学装置の冷却効率を良好にできる。
【００１４】
本発明の光学装置では、前記スペーサおよび前記台座の間には、熱伝導性材料からなる板状部材が介装されていることが好ましい。
このような構成では、スペーサおよび台座の間に介装される板状部材が熱伝導性材料から構成されていることにより、光変調装置に発生する熱をスペーサおよび板状部材を介して台座に放熱することで、光変調装置の冷却効率を向上できる。
また、板状部材を光学変換素子の基板と同じ厚さ寸法とすることにより、光学変換素子および板状部材の表面が略同一平面となるので、スペーサにより調整した光変調装置の位置によって、光学変換素子と光変調装置とが接触することを確実に防止できる。
【００１５】
本発明の光学装置では、前記台座は、前記一対の端面のそれぞれに設けられ、前記光変調装置は、前記台座のうちの一方に接続され、他方の台座に前記光学変換素子が接続されていることが好ましい。
このような構成では、合成光学装置の光束入射端面と交差する端面に設けられた一対の台座のうち、一方に光変調装置を、他方に光学変換素子を、それぞれ異なる台座に接続することにより、光変調装置および光学変換素子に発生する熱を互いに異なる台座に分離して放熱することができ、互いの熱の逆流を確実に防止して、光学装置の冷却効率をより一層向上できる。
【００１６】
本発明の光学装置では、前記光学変換膜は、偏光変換膜であることが好ましい。
このような構成では、偏光変換膜と、この偏光変換膜が貼り付けられた基板とで偏光板が構成され、この偏光変換膜に発生する熱を基板を介して台座に放熱することで、偏光板を確実に冷却でき、偏光変換膜の変質や劣化を防止できる。
【００１７】
一方、本発明のプロジェクタは、上記目的を達成するために、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成するプロジェクタであって、上述した光学装置のうちのいずれかを備えていることを特徴とするものである。
この発明によれば、上述した光学装置の作用、効果と略同様な作用、効果を奏するプロジェクタを享受できる。
また上述した光学装置を用いれば、当該プロジェクタの小型化を図りやすくできるとともに、プロジェクタ内部の光学素子を確実に冷却できてプロジェクタの寿命を長くできるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを図面に基づいて説明する。
〔１−１．プロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１を上方から見た全体斜視図、図２は、図１の状態からアッパーケース２１を外した分解斜視図である。
プロジェクタ１は、全体略直方体形状の外装ケース２と、プロジェクタ１内に滞留する熱を冷却する冷却ユニット３と、光源から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成する光学ユニット４とを備えて構成されている。
なお、図２において、具体的な図示を省略するが、外装ケース２内の光学ユニット４以外の空間には、電源ブロックやランプ駆動回路等が収納される。
外装ケース２は、それぞれ金属で構成され、プロジェクタ１の天面、前面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース２１と、プロジェクタ１の底面、側面、および背面をそれぞれ構成するロアーケース２２とで構成されている。これらのケース２１，２２は互いにねじで固定されている。
【００１９】
アッパーケース２１は、上面部２１１と、その周囲に設けられた側面部２１２と、背面部２１３と、正面部２１４で形成されている。
上面部２１１には、後述する光学装置の上方に位置し、前記冷却ユニット３によって外部から冷却空気を吸引するための吸気口２１１Ａが設けられている。
側面部２１２（正面から見て右側面）には、前記冷却ユニット３によって、プロジェクタ１内部で温められた空気を排出するための排気口２１２Ａが設けられている。
【００２０】
背面部２１３には、具体的な図示は省略するが、コンピュータ接続用の接続部や、ビデオ入力端子、オーディオ機器接続端子等の各種の機器接続用端子が設けられており、該背面部２１３の内側には、映像信号等の信号処理を行う信号処理回路が実装されたインターフェース基板が配置されている。
正面部２１４には、切欠部２１４Ａが形成されており、前記ロアーケース２２と組み合わされた状態で、円形の開口部２Ａを形成し、この開口部２Ａから、外装ケース２内部に配置された光学ユニット４の一部が、外部に露出している。この開口部２Ａを通して光学ユニット４で形成された光学像が射出され、スクリーン上に画像が表示される。
【００２１】
ロアーケース２２は、底面部２２１と、その周囲に設けられた側面部２２２と、背面部２２３と、正面部２２４で形成されている。
底面部２２１には、図示は省略するが、前記光学ユニット４の下方に位置し、後述する光源装置を着脱する開口部が形成されており、該開口部には、ランプカバーが嵌め込み式で着脱可能に設けられている。
正面部２２４には、切欠部２２４Ａが形成され、前記アッパーケース２１と組み合わされた状態で、上述した切欠部２１４Ａと連続して円形の開口部２Ａを形成する。
【００２２】
冷却ユニット３は、プロジェクタ１の内部に形成される冷却流路に冷却空気を送り込み、プロジェクタ１内で発生する熱を冷却するものであり、上記光学ユニット４の光学装置４４の上方に位置し、アッパーケース２１の上面部２１１に形成された吸気口２１１Ａから冷却空気を吸引する軸流吸気ファン３１と、上記光学ユニット４の光源装置４１１の近傍に位置し、光学ユニット４内およびプロジェクタ１内の空気を引き寄せ、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａから温められた空気を排出するシロッコファン３２とを備えて構成されている。
【００２３】
光学ユニット４は、光源装置４１１から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、図２に示すように、ロアーケース２２の右側の側面部２２２から背面部２２３に沿って、さらに、左側の側面部２２２に沿って正面部２１４へと延びる平面略Ｌ字形状を有している。
具体的な図示は省略するが、この光学ユニット４は、電源ケーブルを通して電力が供給され、供給された電力を該光学ユニット４の光源装置４１１に供給するための電源装置と電気的に接続している。
また、この光学ユニット４の上方には、画像情報に応じた光学像を投写するために、画像情報を取り込んで制御および演算処理等を行い、後述する光変調装置となる各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを制御する制御基板が配置される。
【００２４】
〔１−２．光学系の詳細な構成〕
図３は、光学ユニット４を上方から見た全体斜視図である。
図４は、光学ユニット４内の光学系を模式的に示す平面図である。
光学ユニット４は、図４に示すように、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および投写レンズ４６を備えている。これら光学部品は、図３に示すように、光学部品用筐体としてのライトガイド４７内に載置固定される。
図４において、インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換光学素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えている。
【００２５】
これらのうち、光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、この光源ランプ４１６から射出された放射光を反射する楕円面鏡４１７と、光源ランプ４１６から射出され楕円面鏡４１７により反射された光を平行光とする平行化凹レンズ４１１Ａとを備える。なお、平行化凹レンズ４１１Ａの平面部分には、図示しないＵＶフィルタが設けられている。また、光源ランプ４１６としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。さらに、楕円面鏡４１７および平行化凹レンズ４１１Ａの代わりに、放物面鏡を用いてもよい。
【００２６】
また、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、および偏光変換光学素子４１４は、一体的に組み合わされて筐体内に設置固定される。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。たとえば、液晶パネル４４１の画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズのアスペクト比も４：３に設定する。
【００２７】
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１２は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有している。
【００２８】
偏光変換光学素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されるとともに、第２レンズアレイ４１３と一体でユニット化されている。このような偏光変換光学素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００２９】
具体的に、偏光変換光学素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光のほぼ半分を利用することができない。
そこで、偏光変換光学素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６からの射出光をほぼ１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換光学素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３０】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３１】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２、４３４を備え、色分離光学系４２で分離された色光、赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導く機能を有している。
【００３２】
この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って青色用の液晶パネル４４１Ｂに達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００３３】
ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って緑色用の液晶パネル４４１Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに達する。なお、赤色光にリレー光学系４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１８に伝えるためである。
なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうち、赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３４】
光学装置４４は、３枚の光変調装置４４０（図８、図９）を構成する光変調素子としての液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とが一体的に形成されたものである。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとこれらの光束入射側にある偏光板４４２および射出側にある偏光板４４３によって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
具体的には後述するが、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、ＴＦＴのスイッチング素子がマトリックス状に配列し、該スイッチング素子によって電圧が印加される画素電極を備えた駆動基板と、画素電極に対応して対向電極を備えた対向基板とで構成される。
【００３５】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光毎に変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。なお、クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。そして、プリズム４４４で合成されたカラー画像は、投写レンズ４６から射出され、スクリーン上に拡大投写される。
【００３６】
〔１−３．光学部品用筐体の構造〕
上述した各光学系４１〜４４は、図３に示すように、光学部品用筐体としての金属製のライトガイド４７内に収容されている。
ライトガイド４７は、底面、前面、および側面をそれぞれ構成する下ライトガイド４８と、この下ライトガイド４８の上部の開口側を閉塞する蓋状の上ライトガイド４９とで構成されている。
【００３７】
図５は、下ライトガイド４８の全体斜視図である。
図６は、ライトガイド４７から光源装置４１１を取り外した状態を示す分解斜視図である。
図７は、ライトガイド４７を下方から見た全体斜視図である。
図５ないし図７において、下ライトガイド４８は、光源装置４１１を収納する光源装置収納部４８１と、上記各光学部品４１１Ａ，４１２〜４１５，４２〜４４を収納する光学部品収納部４８２と、上記投写レンズ４６を設置する投写光学系設置部４８３とを備えて構成されている。
光源装置収納部４８１は、下方が開放され、かつ、内側面に矩形状の開口部４８１Ａを有する箱形形状を有しており、該光源装置収納部４８１に光源装置４１１が収納される。
ここで、図６に示すように、光源装置４１１は、固定板４１１Ｂに載置固定され、上記光源装置収納部４８１の下方から固定板４１１Ｂとともに、該光源装置収納部４８１に収納される。
【００３８】
この固定板４１１Ｂは、板状体の両端縁から延出した起立片４１１Ｂ１を有しており、該起立片４１１Ｂ１は、光源装置４１１から射出される光束に沿って高さ寸法が異なり、光源装置４１１の楕円面鏡４１７の中央部分から前方にかけての高さ寸法は光源装置４１１の高さ寸法と略同一となっており、楕円面鏡４１７の後方部分は、光源装置４１１の高さ寸法より低く形成されている。
光源装置４１１を固定板４１１Ｂと共に下ライトガイド４８の光源装置収納部４８１に収納した状態では、上記光源装置収納部４８１に形成された開口部４８１Ａと上記起立片４１１Ｂ１とにより、光源装置４１１の前方部分が、閉塞状態となり、後方部分が、吹き抜け状態となっている。
【００３９】
この光源装置４１１の前方部分における閉塞状態により、光源装置４１１から射出される光束を外部に漏洩することを防止することができ、後方部分における吹き抜け状態により、光源装置収納部４８１内部に光源装置４１１に発生する熱が滞留しないような構造となっている。
【００４０】
光学部品収納部４８２は、側面部４８２Ａと、底面部４８２Ｂとを備えて構成されている。
側面部４８２Ａの内側面には、平行化凹レンズ４１１Ａと、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、および偏光変換光学素子４１４で構成されるユニットと、重畳レンズ４１５とを上方からスライド式に嵌め込むための第１溝部４８２Ａ１と、入射側レンズ４３１、反射ミラー４３２、リレーレンズ４３３を上方からスライド式に嵌め込むための第２溝部４８２Ａ２とが形成されている。
また、側面部４８２Ａの正面部分には、光学装置４４からの光束射出位置に対応して円形の孔４８２Ａ３が形成されており、該孔４８２Ａ３を通して投写レンズ４６で拡大投写された画像光が、スクリーン上に表示される。
【００４１】
底面部４８２Ｂには、ダイクロイックミラー４２１を支持する第１ボス部４８２Ｂ１と、上記第２溝部４８２Ａ２に対応した溝を有する第２ボス部４８２Ｂ２とが底面から突設されている。
また、底面部４８２Ｂには、偏光変換光学素子４１４を含むユニットを冷却するための吸気口４８２Ｂ４と、光学装置４４の液晶パネル４４１位置に対応して形成された排気口４８２Ｂ５と、該排気口４８２Ｂ５で囲まれた中央部分に光学装置４４設置用の孔４８２Ｂ６が形成されている。
さらに、図７に示すように、底面部４８２Ｂの裏面には、下ライトガイド４８とロアーケース２２の底面部２２１が当接した状態で、上記排気口４８２Ｂ５から排出された空気を外部へと導くダクト４８２Ｂ７が形成されている。
【００４２】
投写光学系設置部４８３は、上記光学部品収納部４８２の側面部４８２Ａの正面部分に位置し、略矩形状に形成され、該側面部４８２Ａと一体的に設けられている。
この投写光学系設置部４８３の四隅部分には、投写レンズ４６を設置するための孔４８３Ａが形成され、対角線上の２つの孔４８３Ａの近傍には、投写レンズ４６設置の際の位置決めとして使用される突起部４８３Ｂが形成されている。
投写光学系設置部４８３が上記光学部品収納部４８２に一体的に設けられていることにより、投写レンズ４６の自重を確実に保持することができる。
【００４３】
上ライトガイド４９は、図３に示すように、光学装置４４の上方部分を除き、上記下ライトガイド４８の上部開口部分を閉塞するものであり、さらに、上記下ライトガイド４８の第１溝部４８２Ａ１および第２溝部４８２Ａ２によって支持されることのない光学部品、反射ミラー４２３、ダイクロイックミラー４２２、反射ミラー４３４を支持するものである。
この上ライトガイド４９の上記光学部品位置に対応した部分には、調整部４９Ａが設置されており、該調整部４９Ａにより上記光学部品の姿勢調整を行い、各色光の照明光軸の調整を行うことができる。
【００４４】
〔１−４．光学装置の構造〕
図８は、光学装置４４を上方から見た全体斜視図である。
図９は、光学装置４４の分解斜視図である。
なお、図９において、光学装置４４の分解は、液晶パネル４４１Ｂ側およびクロスダイクロイックプリズム４４４の光束射出側で行っている。液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ側は液晶パネル４４１Ｂ側と同様であるため説明を省略する。
【００４５】
光学装置４４は、光源ランプ４１６から射出された光束を画像情報に応じて変調し、この変調された各色光を合成し、光学像として投写するものであり、光変調を行う光変調装置４４０と、この光変調装置４４０から射出される各色光の偏光方向を揃える光学変換素子としての偏光板４４３と、この偏光板４４３を透過した各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム４４４とを備えている。そして、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面（光束入射端面と略直交する一対の端面）には、それぞれ台座４４５が固定され、これらの台座４４５間に渡って板状部材としてのサファイア板４４７が取り付けられている。さらに、サファイア板４４７と光変調装置４４０との間には、楔状のスペーサ４４９が介装されている。
【００４６】
光変調装置４４０は、光源ランプ４１６から射出された光束を画像情報に応じて変調する液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納保持する保持枠４４６とを備えて構成されている。
液晶パネル４４１Ｂは、図９に示すように、駆動基板（例えばＴＦＴ基板）４４１Ｄとその対向基板４４１Ｅであるガラス基板の間に液晶が封入されたものであり、これらのガラス基板の間から制御用ケーブル４４１Ｃが延びている。
また、駆動基板４４１Ｄ又は／及び対向基板４４１Ｅには、通常、投写レンズ４６のバックフォーカス位置から液晶パネル４４１のパネル面の位置をずらして光学的にパネル表面に付着したゴミを目立たなくするための光透過性防塵板が固着される。ここでは図示を省略するが、光透過性防塵板として、サファイアあるいは石英等の熱伝導性のよい板体が駆動基板４４１Ｄおよび対向基板４４１Ｅの表面に固着されている。
【００４７】
保持枠４４６は、図９に示すように、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを保持固定するものであり、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収容する収納体４４６Ａと、収納体４４６Ａと係合し収納した各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを押圧固定する支持板４４６Ｂとからなる。
また、保持枠４４６は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの対向基板４４１Ｅに固着された光透過性防塵版の外周が把持されて、収納体４４６Ａに各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが収納されるものとし、収納された各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのパネル面に対応する位置には開口部４４６Ｃを備えている。
【００４８】
また、収納体４４６Ａと支持板４４６Ｂとの固定は、図９に示すように、支持板４４６Ｂの左右両側に設けたフック４４６Ｂ１と、収納体４４６Ａの対応する箇所に設けたフック係合部４４６Ａ１との係合により行う。
ここで、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、保持枠４４６の開口部４４６Ｃで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ，Ｇ，Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。
【００４９】
また、収納体４４６Ａの光束射出側端面の左右端縁は、斜面４４６Ｄが形成されており、該斜面４４６Ｄに、上記スペーサ４４９が対向配置する。支持板４４６Ｂの左右端縁も、この斜面４４６Ｄに対応した形状となっている。
さらに、この収納体４４６Ａおよび支持板４４６Ｂの光束射出側端面には、遮光膜（図示省略）が設けられており、クロスダイクロイックプリズム４４４からの反射による光をクロスダイクロイックプリズム４４４側へさらに反射することを防ぎ、迷光によるコントラストの低下を防ぐようにしている。
上記のような保持枠４４６は、カーボン、チタン、アルミニウム、フッ化ケイ素等を添加した熱伝導性樹脂により構成されている。
【００５０】
偏光板４４３は、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４４４との間に配置され、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された各色光の偏光方向を揃える機能を有する。この偏光板４４３は、基板としてのサファイア板４４３Ｂの略中央部に光学変換膜としての偏光フィルム４４３Ａを貼り付けて構成されている。また、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に台座４４５が固定された状態の高さ寸法と略同一の高さ寸法に形成され、各台座４４５の側面に連結して固着されている。さらに、サファイア板４４３Ｂの幅寸法は、クロスダイクロイックプリズム４４４の幅寸法よりも小さく形成され、スペーサ４４９が取り付けられる板状部材としてのサファイア板４４７との間に隙間が設けられている。
なお、ここで、基板としてサファイア板を用いているが、水晶、石英ガラス、または螢石等を採用してもよい。
【００５１】
台座４４５は、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下両面に固定され、光学装置４４をライトガイド４７に固定するものであり、熱伝導率の高いアルミニウムで構成され、外周形状はクロスダイクロイックプリズム４４４と略同一である。
また、具体的な図示は省略するが、クロスダイクロイックプリズム４４４の下方に位置する台座４４５の下面には、一体化された光学装置４４をライトガイド４７に設置するために、上述した下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された孔４８２Ｂ６に対応して、位置決め突起、および固定用の孔がそれぞれ設けられ、ねじ等により固定される。
なお、台座４４５は、アルミニウムで構成されているが、これに限らず、マグネシウム合金、銅等の熱伝導率の高い材料、若しくは、サファイア、水晶、螢石、熱伝導性樹脂等で形成されていてもよい。
【００５２】
サファイア板４４７は、図９に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが収納された保持枠４４６をスペーサ４４９を介してクロスダイクロイックプリズム４４４に保持固定するものである。このサファイア板４４７は、上述した偏光板４４３の基板と同一の材料であるサファイア板から形成され、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に台座４４５が固定された状態の高さ寸法と略同一の高さ寸法を有している。
具体的には、サファイア板４４７は、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に台座４４５が固定された状態の外形寸法と略同一に形成された一枚のサファイア板から、偏光板４４３の基板部分を分割し、その両側部分を別体の板状部材としたもので、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂと接触しない状態で、台座４４５の側面に連結して固着されている。
【００５３】
スペーサ４４９は、図９に示すように、保持枠４４６とサファイア板４４７との間に介在し、保持枠４４６の位置調整を行うものであり、断面略三角形の形状を有し、サファイアから構成されている。
このスペーサ４４９は、各保持枠４４６に２つずつ（計６個）配置され、保持枠４４６の斜面４４６Ｄに当接し、該スペーサ４４９の移動により、保持枠４４６を移動させ、投写レンズ４６からのバックフォーカス位置に各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを位置調整する。この位置調整の詳細については、後述する。
ここで、スペーサ４４９は、サファイアから構成されているが、サファイアに限らず、水晶、石英ガラス、または螢石等で構成されていてもよい。
【００５４】
〔１−５．光学装置の製造方法〕
以下には、図８および図９を参照し、光学装置の製造方法について詳説する。
先ず、サファイア板を分割し偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂと板状部材としてのサファイア板４４７とを形成しておき、下記（ａ），（ｂ）に示す工程によりプリズムユニットを組み立てる。
（ａ）クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に台座４４５を熱伝導性良好な熱硬化性接着剤を用いて接着固定する。
（ｂ）偏光板４４３およびサファイア板４４７を、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に上下の台座４４５と接触した状態で、熱伝導性良好な熱硬化性接着剤または光硬化性接着剤を用いて接着固定する。
この際、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂと板状部材としてのサファイア板４４７とは、互いに接触しないように所定間隔離され、若しくは、互いの間隔部分に断熱材料を介して、それぞれがクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に固定される。
【００５５】
次に、下記（ｃ）に示す工程により保持枠４４６を組み立て、上記プリズムユニットに装着する。
（ｃ）保持枠４４６の収納体４４６Ａに各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納し、その対向基板４４１Ｅに固着された光透過性防塵板の外周を利用して位置決めし、さらに、熱伝導性接着剤を用いて収納体４４６Ａと各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとを固着する。その後、保持枠４４６の支持板４４６Ｂを収納体４４６Ａの液晶パネル挿入側から取り付けて、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを押圧固定して保持する。
なお、収納体４４６Ａへの支持板４４６Ｂの取り付けは、支持板４４６Ｂのフック４４６Ｂ１を収納体４４６Ａのフック係合部４４６Ａ１に係合することで行うことができる。
【００５６】
次に、下記（ｄ）に示す工程により、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を行う。
（ｄ）保持枠４４６の斜面４４６Ｄとサファイア板４４７との間に光硬化性接着剤を塗布したスペーサ４４９を挿入し、斜面４４６Ｄに沿ってこのスペーサ４４９を移動させながら投写レンズ４６からのバックフォーカス位置に保持枠４４６を位置決めする。具体的な位置調整方法については後述する。
（ｅ）その後、接着剤を硬化させて、各部材を固着する。
以上のような工程手順によって光学装置は製造される。
【００５７】
ここで、スペーサ４４９の移動はスペーサ４４９の表面に塗布した光硬化性接着剤の表面張力を利用して行う。保持枠４４６、サファイア板４４７、およびスペーサ４４９の固着方法としては、例えば、まず光硬化性接着剤でスポット的仮固定を行い、その後、保持枠４４６とサファイア板４４７との間の隙間に熱伝導性接着剤を充填して本固定させることができる。なお、この位置調整にはフォーカス調整及びアライメント調整の両方が含まれる。
【００５８】
なお、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂのクロスダイクロイックプリズム４４４への取り付けは、必ずしも上記の順序で行う必要はなく、最終的に図８の状態となればよい。そして、以上のようにして一体化された液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４４４は、クロスダイクロイックプリズム４４４の下方に位置する台座４４５の下面に形成された位置決め突起を下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された両側の孔４８２Ｂ６（図７）に挿通し、位置決めを行い、中央の孔４８２Ｂ６（図７）および台座４４５の固定用孔にねじ等で固着される。
【００５９】
〔１−６．液晶パネルの位置調整方法〕
上記（ｄ）の位置調整工程におけるクロスダイクロイックプリズム４４４への液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの三次元的な位置調整は、保持枠４４６の斜面４４６Ｄとサファイア板４４７との間に光硬化性接着剤を塗布したスペーサ４４９を挿入し、接着剤が未硬化な状態で、以下のように行う。
先ず、投写レンズ４６と正対する液晶パネル４４１Ｇを、サファイア板４４７とスペーサ４４９との接合面を摺動面としてアライメント調整を行い、保持枠４４６とスペーサ４４９との接合部、すなわち、スペーサ４４９を保持枠４４６の斜面４４６Ｄに沿って移動させ、フォーカス調整を行う。投写レンズ４６からの所定の位置に液晶パネル４４１Ｇを調整した後、光硬化性接着剤を紫外線照射し、硬化させ、固定を行う。ここで、紫外線はスペーサ４４９を透過して光硬化性接着剤に照射され、光硬化性接着剤は硬化する。
次に、上記位置調整の後に硬化固定された液晶パネル４４１Ｇを基準として、上記と同様に液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｂの位置調整および固定を行う。
【００６０】
〔１−７．冷却ユニットによる冷却構造〕
図１０は、パネル冷却系Ａの冷却流路を示す図である。
図１１は、パネル冷却Ａによる光学装置４４を冷却する冷却構造を表す断面図である。
図１２は、光源冷却系Ｂの冷却流路を示す図である。
本実施形態のプロジェクタ１では、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを主に冷却するパネル冷却系Ａと、光源装置４１１を主に冷却する光源冷却系Ｂとを備えている。
パネル冷却系Ａでは、図１０に示すように、光学装置４４の上方に配置された軸流吸気ファン３１が用いられている。軸流吸気ファン３１によって、アッパーケース２１の上面部２１１に形成された吸気口２１１Ａから吸引された冷却空気は、光学装置４４の上方まで導かれる。ここで、上ライトガイド４９は、光学装置４４の上面が露出するように、下ライトガイド４８の上面に設置されているので、上記軸流吸気ファン３１によって、吸引された冷却空気をライトガイド４７内に取り込むことができる。
【００６１】
図１１に示すように、ライトガイド４７内に取り込まれた冷却空気は、台座４４５の上面を冷却しつつ、スペーサ４４９によって形成された偏光板４４３と保持枠４４６との間の隙間、または保持枠４４６の光束入射側に入り込み、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの光束射出側および光束入射側、保持枠４４６、偏光板４４３、および偏光板４４３の表面の偏光フィルム４４３Ａを冷却し、下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された排気口４８２Ｂ５を通過して、ライトガイド４７外部へと排出される。
【００６２】
下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された排気口４８２Ｂ５を通過した空気は、図７に示すように、下ライトガイド４８がロアーケース２２の底面部２２１と当接した状態で形成されるダクト４８２Ｂ７に導かれ、光学ユニット４の前方側に送風される。
図１０に示すように、上記光学装置４４を冷却し、ダクト４８２Ｂ７を介して光学ユニット４の前方側に送風された空気は、最終的に光源装置４１１の近傍に配置されたシロッコファン３２に引き寄せられ、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａを通して排出される。
【００６３】
ここで、パネル冷却系Ａによる冷却空気は、光学装置４４を冷却する役割のみならず、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの表面に吹きつけられることで、パネル表面に付着した塵等を吹き飛ばす役割をも有している。パネル冷却系Ａにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの表面を常に清浄することができるから、プロジェクタ１において、安定した画質の光学画像をスクリーン等に投写できるようになる。
【００６４】
光源冷却系Ｂでは、図１２に示すように、光源装置４１１の近傍に設けられたシロッコファン３２が用いられている。
シロッコファン３２の吸気口は、下ライトガイド４８の光源装置収納部４８１の側面に形成された開口部４８１Ａと、光源装置４１１を載置固定する固定板４１１Ｂの起立片４１１Ｂ１とで形成される矩形状の隙間に対向配置されている。
【００６５】
上記パネル冷却系Ａによってライトガイド４７内に入り込んだ冷却空気は、図１２に示すように、光学装置４４を冷却して下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂに形成された排気口４８２Ｂ５を通過してライトガイド４７の外部に排出されるだけでなく、シロッコファン３２により、ライトガイド４７内を通って光源装置４１１の後方側へと引き寄せられる。
このシロッコファン３２によって引き寄せられる過程で、一体化された第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３および偏光変換光学素子４１４間を通ってこれらを冷却した後、光源装置４１１内に入り込んで光源ランプ４１６および楕円面鏡４１７を冷却している。
【００６６】
上記光源装置４１１等を冷却した空気は、下ライトガイド４８の光源装置収納部４８１の側面に形成された開口部４８１Ａと光源装置４１１を載置固定する固定板４１１Ｂの起立片４１１Ｂ１とで形成される矩形状の隙間を通って、シロッコファン３２に吸引され、アッパーケース２１の側面部２１２に形成された排気口２１２Ａを通して排出される。
【００６７】
〔１−８．光学装置の放熱構造〕
本実施形態のプロジェクタ１では、光学装置４４の冷却において、上記冷却ファンによる強制冷却だけでなく、光学装置４４の構造によって放熱経路が確保されている。
以下には、図８および図９を参照して、光学装置４４の放熱経路について説明する。
【００６８】
光源装置４１１からの光束の照射により、光学装置４４の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび光束射出側の偏光フィルム４４３Ａには熱が発生する。
液晶パネル４４１は、ライトガイド４７内の内部空気と接触し、また保持枠４４６と接続されており、該液晶パネル４４１に発生した熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、収納保持された保持枠４４６へと放熱される。
また、光束射出側の偏光フィルム４４３Ａは、液晶パネル４４１と同様にライトガイド４７内の内部空気と接触し、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂと接続されており、該偏光フィルム４４３Ａに発生した熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、サファイア板４４３Ｂへと放熱される。
【００６９】
保持枠４４６は、上記液晶パネル４４１と同様にライトガイド４７内の内部空気と接触し、該保持枠４４６の斜面４４６Ｄに当接する２つのスペーサ４４９を介してサファイア板４４７と接続されており、該保持枠４４６に伝達された熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、サファイア板４４７へと放熱される。
【００７０】
偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂおよび板状部材としてのサファイア板４４７は各々、上記液晶パネル４４１と同様にライトガイド４７内の内部空気と接触し、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５と接続されており、該サファイア板４４３Ｂ，４４７に伝達された熱は、各々独立して、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、上下の台座４４５へと放熱される。
【００７１】
クロスダイクロイックプリズム４４４の上方に固定された台座４４５は、ライトガイド４７内の内部空気と接触しており、上方に固定された台座４４５に伝達された熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気と熱交換が行われる。
クロスダイクロイックプリズム４４４の下方に固定された台座４４５は、下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂと接続されており、下方に固定された台座４４５に伝達された熱は、ライトガイド４７へと放熱される。
ライトガイド４７は、プロジェクタ１内の内部空気と接触しており、ライトガイド４７に伝達された熱は、プロジェクタ１内の内部空気と熱交換が行われ、上記シロッコファン３２によって、外部へと排出される。
【００７２】
以上のように、光学装置４４を構成する各部材の接続、および冷却ユニット３により、光学装置４４が冷却されている。
【００７３】
〔１−９．第１実施形態の効果〕
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(１) 光学装置４４が光変調装置４４０、クロスダイクロイックプリズム４４４および偏光板４４３を備え、光変調装置４４０の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６が、スペーサ４４９およびサファイア板４４７を介して台座４４５側面に接着固定され、偏光板４４３の偏光フィルム４４３Ａがサファイア板４４３Ｂを介して台座４４５側面に接着固定されていることにより、光源装置４１１からの光束の照射による液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａの熱を台座４４５に放熱することができ、光学装置４４の冷却効率を向上できる。
【００７４】
(２) 液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａが、互いに独立して台座４４５に接続されている、すなわち、互いの熱流路が独立していることにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａの間で互いに発生する熱が伝導することなく、より熱容量の大きな台座４４５に向かって放熱させることができるので、光学装置４４の冷却効率をさらに向上できる。
(３) 液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６が、サファイア板４４７を介して、台座４４５側面に接着固定されることにより、すなわち、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面には何も接着されることがないので、クロスダイクロイックプリズム４４４のサイズを一対の台座４４５の対向する方向に小さくすることができる。これにより、大幅なコスト削減が図れ、クロスダイクロイックプリズム４４４の小型化に伴って、プロジェクタ１自身の小型化を促進できる。
【００７５】
(４) 偏光板４４３の基板として、硬度の高いサファイア板４４３Ｂを用いていることにより、該サファイア板４４３Ｂの略中央部に偏光フィルム４４３Ａを貼り付けた状態で、光射出側の偏光板４４３として機能させるとともに、上下の台座４４５に接続されていることにより、サファイア板４４３Ｂを介して台座４４５へ放熱することができ、余分な部材を省略し、コスト削減を図ることができる。また、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂがクロスダイクロイックプリズム４４４の幅寸法よりも小さく形成され、スペーサ４４９が取り付けられるサファイア板４４７との間に隙間が形成されていることにより、熱の逆流を防止でき、偏光板４４３を確実に冷却できる。
(５) 偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂと、板状部材としてのサファイア板４４７とを同一材料から形成し、クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に互いの表面が略同一平面となるように取り付けることにより、スペーサ４４９により調整した液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置によって、偏光板４４３と液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの保持枠４４６とが接触することを確実に防止できる。
(６) サファイア板４４７およびスペーサ４４９が同材質（サファイア）で構成されていることにより、熱による寸法変化（膨張、収縮）量が同じとなるため、信頼性が向上する。
【００７６】
(７) 光変調装置４４０は、保持枠４４６を備え、該保持枠４４６がカーボン、チタン、アルミニウム、フッ化ケイ素等を添加した熱伝導性樹脂から構成されていることにより、該保持枠４４６の線膨張係数をガラス材料に近づけることができ、すなわち、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを構成する駆動基板４４１Ｄおよび対向基板４４１Ｅの線膨張係数に近づけることができ、光源装置４１１からの光束の照射による液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび保持枠４４６の熱膨張変形を略同程度に収めることができる。
したがって、線膨張係数の違いにより発生する熱応力を緩和し、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの相互位置のずれを防止することができ、表示画像の画素ずれを回避することができるとともに、熱応力による液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの破損等を回避することができる。
【００７７】
(８) 光学装置４４がスペーサ４４９を備えていることにより、投写される画像の画素または投写レンズからのバックフォーカス位置を合わせるために、スペーサ４４９の位置を移動させることで、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置調整を行うことができ、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの位置を適切な状態に配置することができる。
(９) スペーサ４４９が、紫外線を透過するサファイアから構成されていることにより、光学装置４４を製造する際に、サファイア板４４７と液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６との接合において、光硬化性接着剤を塗布したスペーサ４４９を用いれば、該スペーサ４４９内を光が透過し、保持枠４４６とサファイア板４４７との接合を容易に行うことができ、光学装置４４の製造効率を向上させる。
【００７８】
(10) 投写光学系設置部４８３は、上記光学部品収納部４８２の側面部４８２Ａの正面部分に位置し、該側面部４８２Ａと一体的に設けられていることにより、投写レンズ４６の自重を確実に保持することができる。
(11) 液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａに発生する熱の冷却をパネル冷却系Ａによる強制冷却、プロジェクタ１内の内部空気による自然空冷、および光学装置４４を構成する部材間の伝導放熱によって行うことができるので、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａの冷却効率を一層向上させることができる。
(12) また、上記のような冷却構造を採用することにより、併用する冷却ファンの数を減少させ、さらに、該冷却ファンの回転数を減少させて微弱な冷却空気にも対応させることができるので、プロジェクタ１の低騒音化および小型化を促進することができる。
【００７９】
〔２．第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。
第２実施形態に係るプロジェクタは、前記第１実施形態のプロジェクタ１とは、光学装置４４の一部である液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６をクロスダイクロイックプリズム４４４に取り付ける部分の構成のみが相違している。このため、前記第１実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００８０】
〔２−１．光学装置の構造〕
図１３は、光学装置４４の平面図である。
図１３において、光学装置４４は、前記第１実施形態と同一の部材である光変調装置４４０と、偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４と、台座４４５と、スペーサ４４９とを備える。
偏光板４４３は、第１実施形態と同様に、基板としてのサファイア板４４３Ｂの略中央部に偏光フィルム４４３Ａを貼り付けて構成され、このサファイア板４４３Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５の側面に連結して固着されている。
【００８１】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６は、スペーサ４４９を介してクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられている。
スペーサ４４９は、断面略三角形状で、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に台座４４５が固定された状態の高さ寸法と略同一の高さ寸法を有し、台座４４５間に渡って取り付けられる。また、スペーサ４４９は、保持枠４４６の斜面４４６Ｄに当接し、該スペーサ４４９の移動により、保持枠４４６を移動させ、投写レンズ４６からのバックフォーカス位置に各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを位置調整するために用いられる。
すなわち、板状部材を介さず、スペーサ４４９を直接クロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けた点が前記第１実施形態との相違点である。
【００８２】
〔２−２．光学装置の製造方法〕
光学装置の製造方法は、前記第１実施形態の板状部材としてのサファイア板４４７が存在しない点以外は、前記第１実施形態の工程（ａ）〜（ｅ）とほぼ同様であるが、前記工程（ｄ）において、スペーサ４４９を保持枠４４６の斜面４４６Ｄとクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面との間に挿入し、保持枠４４６の位置決めをする点が異なる。
なお、液晶パネルの位置調整方法および冷却ユニットによる冷却構造は、前記第１実施形態の場合と同様である。
【００８３】
〔２−３．光学装置の放熱構造〕
光学装置の放熱構造は、前記第１実施形態の場合とほぼ同様であり、その放熱経路が一部相違する点について説明する。
すなわち、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが保持された保持枠４４６は、その斜面４４６Ｄに当接する２つのスペーサ４４９を介してクロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５と接続されており、該保持枠４４６に伝達された熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、上下の台座４４５へと放熱される。
【００８４】
〔２−４．第２実施形態の効果〕
本実施形態によれば、前記第１実施形態の(１)〜(３)、(７)〜(12)と略同様な効果に加えて、以下のような効果がある。
(13) スペーサ４４９をクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面と液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６との間に介装することにより、光源装置４１１からの光束の照射による液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの熱をスペーサ４４９を介して台座４４５に放熱することができ、スペーサ４４９およびサファイア板を介して放熱する場合と比較して、より冷却効率を向上できる。
【００８５】
〔３．第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。
第３実施形態に係るプロジェクタは、前記第１実施形態のプロジェクタ１とは、光学装置４４の一部である偏光板４４３および液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６をクロスダイクロイックプリズム４４４に取り付ける部分の構成のみが相違している。このため、前記第１実施形態と同一または相当構成品には同じ符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００８６】
〔３−１．光学装置の構造〕
図１４(Ａ)、(Ｂ)は、光学装置４４の一部を示す平面図および縦断面図である。
図１４において、光学装置４４は、前記第１実施形態と同一の部材である光変調装置４４０と、偏光板４４３と、クロスダイクロイックプリズム４４４と、台座４４５と、スペーサ４４９とを備える。
偏光板４４３は、基板としてのサファイア板４４３Ｂの表面に偏光フィルム４４３Ａを貼り付けて構成され、このサファイア板４４３Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５のうち、下側の台座４４５の側面に連結して固着されている。
【００８７】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６は、スペーサ４４９を介してクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面に取り付けられている。
スペーサ４４９は、断面略三角形状に形成され、クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５のうち、上側の台座４４５の側面に連結して取り付けられている。また、スペーサ４４９は、保持枠４４６の斜面４４６Ｄに当接し、該スペーサ４４９の移動により、保持枠４４６を移動させ、投写レンズ４６からのバックフォーカス位置に各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを位置調整するために用いられる。
すなわち、偏光板４４３のサファイア板４４３Ｂがクロスダイクロイックプリズム４４４の下側の台座４４５の側面に連結され、保持枠４４６を取り付けるスペーサ４４９が板状部材を介さずクロスダイクロイックプリズム４４４の上側の台座４４５の側面に連結されている点が前記第１実施形態との相違点である。
【００８８】
〔３−２．光学装置の製造方法〕
光学装置の製造方法は、前記第１実施形態の板状部材としてのサファイア板４４７が存在しない点以外は、前記第１実施形態の工程（ａ）〜（ｅ）とほぼ同様であるが、前記工程（ｄ）において、スペーサ４４９を保持枠４４６の斜面４４６Ｄとクロスダイクロイックプリズム４４４の光束入射端面との間に挿入し、保持枠４４６の位置決めをする点が異なる。
なお、液晶パネルの位置調整方法および冷却ユニットによる冷却構造は、前記第１実施形態の場合と同様である。
【００８９】
〔３−３．光学装置の放熱構造〕
光学装置の放熱構造は、前記第１実施形態の場合とほぼ同様であり、その放熱経路が一部相違する点について説明する。
すなわち、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが保持された保持枠４４６は、その斜面４４６Ｄに当接する２つのスペーサ４４９を介してクロスダイクロイックプリズム４４４の上面に固定された台座４４５と接続されており、該保持枠４４６に伝達された熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、上側の台座４４５へと放熱される。
また、偏光フィルム４４３Ａが貼り付けられたサファイア板４４３Ｂは、クロスダイクロイックプリズム４４４の下面に固定された台座４４５と接続されており、該サファイア板４４３Ｂに伝達された熱は、上記パネル冷却系Ａによる冷却空気との熱交換とともに、下側の台座４４５へと放熱される。
【００９０】
〔３−４．第３実施形態の効果〕
本実施形態によれば、前記各実施形態の(１)〜(３)、(７)〜(13)と略同様な効果に加えて、以下のような効果がある。
(14) クロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に固定された台座４４５のうち、上側の台座４４５に液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂが保持された保持枠４４６をスペーサ４４９を介して接続し、下側の台座４４５に偏光板４４３の偏光フィルム４４３Ａをサファイア板４４３Ｂを介して接続することにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａに光源からの光束の照射によって発生する熱を互いに異なる台座４４５に向かって放熱することができ、互いの熱の逆流を防止して、光学装置４４の冷却効率をより一層向上できる。
【００９１】
(15) 偏光板４４３をクロスダイクロイックプリズム４４４の下側の台座４４５に接続することにより、下ライトガイド４８の底面部４８２Ｂと接続された下側の台座４４５に伝達された熱は、ライトガイド４７へ放熱することができ、偏光板４４３の冷却効率をさらに一層向上できる。
【００９２】
〔４．実施形態の変形〕
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記各実施形態では、冷却ユニット３は軸流吸気ファン３１を備え、該軸流吸気ファン３１は、光学装置４４の上方に設置され、冷却空気は、光学装置４４の上方から下方に向けて流れる構成となっていたが、これに限らず、軸流吸気ファン３１を光学装置４４の下方に設置し、冷却空気の流れを光学装置４４の下方から上方に向けて流れる構成としてもよい。
ここで、クロスダイクロイックプリズム４４４の上方に固定された台座４４５と上ライトガイド４９またはアッパーケース２１との間に伸縮自在であるスプリングシリコーンゴム等の熱伝導性部材を介在することが好ましい。
【００９３】
このような構成にすることにより、光源装置４１１からの光束の照射により液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂおよび偏光フィルム４４３Ａに発生した熱は、台座４４５に放熱され、さらに、台座４４５からスプリングシリコーンゴムを介して上ライトガイド４９またはアッパーケース２１に放熱されるので、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂまたは偏光フィルム４４３Ａから放熱される伝導可能な全熱量を増加させることができ、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂまたは偏光フィルム４４３Ａの冷却効率をさらに向上させることができる。
【００９４】
また、前記各実施形態において、スペーサ４４９はサファイアから構成されていたが、これに限らず、金属製の部材から構成してもよい。
このような構成にすることにより、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂを収納した保持枠４４６と台座４４５との間における熱抵抗を低減し、光源装置４１１からの光束の照射によって液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂに発生する熱の放熱特性を良好にし、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの冷却効率をさらに向上させることができる。
【００９５】
また、前記第１、第２実施形態において、スペーサ４４９は、左右２体で構成され、保持枠４４６の左右辺縁に形成された斜面４４６Ｄに設置されていたが、この構成に限らず、左右それぞれのスペーサを保持枠４４６辺縁の長さ寸法よりも小さい寸法で、保持枠４４６の左右辺縁それぞれに、複数のスペーサを用いて構成してもよい。
このような構成にすることにより、保持枠４４６とサファイア板４４７との間における熱応力が複数のスペーサにより分散され、スペーサの外形形状の変形を低減することができ、保持枠４４６を確実に保持することができる。
従って、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの相互の位置状態を確保し、投写される画像の画素ずれを回避することができる。
【００９６】
また、前記第１、第２実施形態において、偏光板４４３および液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂはクロスダイクロイックプリズム４４４の上下面に設けられた台座４４５に接続されていたが、この構成に限らず、クロスダイクロイックプリズム４４４の上面側の台座４４５のみに接続されていてもよく、また、下面側の台座４４５のみに接続されていてもよい。
【００９７】
また、前記第３実施形態において、偏光板４４３がクロスダイクロイックプリズム４４４の下側の台座４４５の側面に連結され、保持枠４４６を取り付けるスペーサ４４９が上側の台座４４５の側面に連結されていたが、この構成に限らず、偏光板４４３がクロスダイクロイックプリズム４４４の上側の台座４４５の側面に連結され、スペーサ４４９が下側の台座４４５の側面に連結された構成としてもよい。
【００９８】
さらに、前記各実施形態では、３つの光変調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００９９】
また、前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
さらに、前記各実施形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。
【０１００】
さらにまた、前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、プロジェクタの小型化・高輝度化に対応して、光学装置の冷却効率を良好にすることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを上方から見た全体斜視図である。
【図２】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構造を表す図であり、具体的には、図１からアッパーケースを外した分解斜視図である。
【図３】前記実施形態における光学ユニットを上方から見た全体斜視図である。
【図４】前記実施形態におけるプロジェクタの光学系を模式的に示す平面図である。
【図５】前記実施形態における下ライトガイドの構造を示す全体斜視図である。
【図６】前記実施形態における光学ユニットから光源装置を取り外した分解斜視図である。
【図７】前記実施形態におけるライトガイドを下方から見た全体斜視図である。
【図８】前記実施形態における液晶パネルおよびプリズムを一体化した光学装置を上方から見た全体斜視図である。
【図９】前記実施形態における液晶パネルおよびプリズムを一体化した光学装置の構造を示す分解斜視図である。
【図１０】前記実施形態におけるパネル冷却系Ａの冷却流路を示す分解斜視図である。
【図１１】前記実施形態におけるパネル冷却系Ａによる光学装置の冷却構造を示す断面図である。
【図１２】前記実施形態における光源冷却系Ｂの冷却流路を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における液晶パネルおよびプリズムを一体化した光学装置の平面図である。
【図１４】 (Ａ)、(Ｂ)は、本発明の第３実施形態における液晶パネルおよびプリズムを一体化した光学装置の一部を示す平面図および縦断面図である。
【符号の説明】
１ プロジェクタ
４４ 光学装置
４４０ 光変調装置
４４１，４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ 液晶パネル（光変調素子）
４４３ 偏光板（光学変換素子）
４４３Ａ 偏光フィルム（光学変換膜）
４４３Ｂ サファイア板（基板）
４４４ クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）
４４５ 台座
４４７ サファイア板（板状部材）
４４９ スペーサ

Claims (5)

1. 複数の色光を各色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置と対向する複数の光束入射端面を有し、各光変調装置で変調された各色光を合成する色合成光学装置とが一体的に設けられた光学装置であって、
   前記光変調装置および前記光束入射端面の間に介在配置され、当該光変調装置から射出された光束の光学特性を変換する光学変換膜が形成された基板を有する光学変換素子と、
   前記複数の光束入射端面と交差する前記色合成光学装置の一対の端面の少なくともいずれか一方の端面に設けられる熱伝導性材料からなる台座とを備え、
   前記光変調装置および前記光学変換素子は、それぞれが独立して前記台座に熱伝導性材料を介して接続され、
   前記光学変換素子の基板は、前記一対の端面との交差方向の寸法が前記光変調装置の同方向の寸法よりも小さく、
   前記光変調装置は、前記台座の前記交差方向端部で位置調整用の熱伝導性材料からなるスペーサを介して前記台座と接続されていることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記スペーサおよび前記台座の間には、熱伝導性材料からなる板状部材が介装されていることを特徴とする光学装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学装置において、
   前記台座は、前記一対の端面のそれぞれに設けられ、
   前記光変調装置は、前記台座のうちの一方に接続され、他方の台座に前記光学変換素子が接続されていることを特徴とする光学装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置において、
   前記光学変換膜は、偏光変換膜であることを特徴とする光学装置。
5. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成するプロジェクタであって、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。

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